Nano boyutlu cihazlara ‘Shrinky Dinks’ yaklaşımı mı istiyorsunuz? Hidrojelleri deneyin

Yüksek teknoloji küçültme sanatı, gizli mesajları saklamak için küçük elektronikler, 3 boyutlu nanoyapılar ve hatta hologramlar yapmanın anahtarı olabilir.

Araştırmacıların 23 Aralık Science dergisindeki raporuna göre, küçük yapılar yapmaya yönelik yeni bir yaklaşım, onları başlangıçta küçültmek yerine, inşa ettikten sonra küçültmeye dayanıyor.

Anahtar, çevredeki kimyasallara tepki olarak genişleyen veya büzülen süngerimsi hidrojel malzemelerdir (SN: 1/20/10). Araştırmacılar, bir lazerle hidrojellere desenler kazıyarak ve ardından jelleri orijinal boyutlarının yaklaşık on üçte birine küçülterek, bir metrenin 25 milyarda biri kadar küçük ayrıntılara sahip desenler yarattılar.

Bu hassasiyet düzeyinde, araştırmacılar bu makalenin tamamını tipik bir insan saçının çevresi boyunca kolayca yazabilecek kadar küçük harfler oluşturabilirler.

Biyoloji bilimcisi Yongxin Zhao ve meslektaşları, Çin zodyak hayvanlarının nanoskopik görüntülerini oluşturmak için kalıplara çeşitli malzemeler yerleştirdiler. Lazerle aşındırma işleminden sonra hidrojelleri küçülterek, görüntülerin birçoğu kabaca bir kırmızı kan hücresi boyutuna ulaştı. Gümüşten yapılmış bir maymun, altın-gümüş alaşımlı bir domuz, bir titanyum dioksit yılanı, bir demir oksit köpeği ve ışıldayan nanopartiküllerden yapılmış bir tavşanı içeriyordu.

Her biri yaklaşık 40 mikrometre uzunluğunda olan bu iki ejderha, lazerle kazınmış bir hidrojel üzerine kadmiyum selenid kuantum noktalarının yerleştirilmesiyle yapıldı. Sol ejderhadaki kırmızı çizgilerin her biri sadece 200 nanometre kalınlığındadır. Hong Kong Çin Üniversitesi, Carnegie Mellon Üniversitesi

Hidrojeller kimyasal banyolarla art arda küçültülebildiğinden ve genişletilebildiğinden, araştırmacılar gizli bilgileri kodlamak için bir hidrojel parçasının içindeki katmanlar halinde hologramlar da oluşturabildiler. Bir hidrojel hologramını küçültmek onu okunamaz hale getirir. Pittsburgh’daki Carnegie Mellon Üniversitesi’nden Zhao, “Okumak istiyorsanız, örneklemi genişletmelisiniz” diyor. “Ama onu orijinaliyle tamamen aynı ölçüde genişletmeniz gerekiyor”. Aslında, hidrojeli ne kadar genişleteceğinizi bilmek, içinde saklı olan bilgilerin kilidini açmak için bir anahtar görevi görür.

Ancak Zhao, araştırmanın en heyecan verici yönünün, araştırmacıların bu kadar küçük ölçeklerde kullanabilecekleri geniş malzeme yelpazesi olduğunu söylüyor. “Farklı malzeme türlerini bir araya getirebileceğiz ve gerçekten işlevsel nano cihazlar yapabileceğiz.”